北极星储能网讯:Li-CO2电池（正极材料。具有Ru-Cu-G正极的Li-CO2电池具有超低的过电位，可以在200和400 mA g-1下限制容量为1000 mAh g-1运行100个循环。Ru和Cu之间的协同作用不仅能够调节放电产物的生长过程，而且可以改变Ru和Cu表面的电子云密度来促进CO2还原和析出反应。这项工作可为开发Li-CO2电池甚至实用
图1. Ru–Cu–G 复合材料
a) SEM, b) TEM, c) HRTEM, d) SAED图；
e) Cu-G，f) Ru-G和g) Ru-Cu-G黑色粉末
要点解读：
图1a是Ru-Cu-G的SEM图像，其中Ru-Cu-G整体表现出石墨烯形态且最外层暴露出明显的颗粒。通过TEM图像观察到Ru-Cu纳米颗粒之间没有发生团聚，分别高度分散在石墨烯上(图1b，c)。Ru-Cu-G的选区电子衍射(SAED)图显示Ru和Cu的典型多晶衍射环(图1d)。Cu-G，Ru-G和Ru-Cu-G黑色粉末的外观也有很大差异。 Cu-G就像具有金黄色Cu粉末的蓬松棉花(图1e)，Ru-G厚而坚固，具有不太明显的蓬松形状(图1f)。 Ru-Cu-G与Cu-G具有相同的外观但无Cu粉的金色（图1g）。
图3. 煅烧前后 (a, b) Cu-G和 (c, d) Ru-Cu-G的Cu 2p光谱
煅烧前后(e, f) Ru-G和(g, h) Ru-Cu-G的Ru 3d光谱。
要点解读：
从高分辨率Cu 2p光谱中，我们可以看到在煅烧之前完全产生金属Cu颗粒，并且在煅烧后Cu-G中电子结合能没有变化(图3a, b)。相反，Ru-Cu-G中Cu的表面在煅烧前含有氧基团(图3c)，煅烧后，表面上的氧基团显著减少，并且由于电子吸收的衰减，相应的结合能降低(图3d)。Ru-G的高分辨率Ru 3d光谱也显示出相同的趋势(图3e, f)。特别是，与Ru-G相比，Ru-Cu-G的Ru 3d结合能红移约0.4eV，直接表明电荷在煅烧前流向表面Ru层(图3g)。具体而言，Ru-Cu-G中Ru 3d的结合能在煅烧后保持不变（图3h），这并不代表金属Ru保留下来了，因为3d3/2和3d5/2峰位置均位于284.6和280.4 eV分别对应于Ru和Ru/RuOx。
图5. 在第1次和第10次循环后 (a) Ru-Cu-G，(b) Cu-G和 (c) Ru-G正极的XRD图，Li2CO3的信号标记为＃
要点解读：
为了检测首次循环后的放电产物，进行XRD分析主要放电产物Li2CO3的形成及其在后续充电后的分解过程(图5a)。在首次循环后可以清楚地观察到Cu和Ru的峰，表明放电产物没有覆盖Ru-Cu-G。由于Cu-G中的微米尺寸颗粒，可以清楚地看到Cu的特征峰(图5b)，而Ru的特征峰是完全看不到的(图5c)。然而，在以Ru-Cu-G作为正极的第10次放电之后没有产生明显的Li2CO3，这可能与Li2CO3的低含量或结晶度有关。
图7. (a) Ru-G，Cu-G和 (b) Ru-Cu-G上电化学过程产生Li2CO3的示意图
要点解读：
图7进一步展示了超小放电产物的电化学生长机理示意图。第一步是将CO2与正极表面结合，均匀地吸附在Ru和Cu周围。Ru和Cu之间的相互作用增强了与Li2CO3的结合，避免了在基质上聚集，从而提高了分散性，进一步有利于Li-CO2电池的高效再充电性能。
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